机电一体化习题答案

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1、第一章1.什么是机电一体化？各国的主要观点有哪些？(P1~3)答：机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。2.试述机电一体化技术与传统机电技术的区别。(P2)答：传统机电技术的操作控制主要以电磁学原理的各种电器来实现，如继电器、接触器等，在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系。机械本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，不涉及软件和计算机控制。机电

2、一体化技术以计算机为控制中心，在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响，整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。3.试分析机电一体化系统的组成及相关技术。(P1~3)答：机电一体化系统是多学科技术的综合应用，是技术密集型的系统工程。其技术组成包括：机械技术、检测技术、伺服传动技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术和系统总体技术等。现代的机电一体化产品甚至还包含了光、声、化学、生物等技术等应用。4.一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？答：机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执

3、行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。我们将这些部分归纳为：结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素；这些组成要素内部及其之间，形成通过接口耦合来实现运动传递、信息控制、能量转换等有机融合的一个完整系统。5.试述机电一体化系统的设计方法。答：机电一体化系统的设计过程中，一直要坚持贯彻机电一体化技术的系统思维方法，要从系统整体的角度出发分析研究各个组成要素间的有机联系，从而确定系统各环节的设计方法，并用自动控制理论的相关手段，进行系统的静态特性和动态特性分析，实现机电一体化系统的优化设计。6.试述现代

4、设计的概念。（P4）设计这个词有两种概念。广义的概念是指发展过程的安排，包括发展的方向、程序、细节和达到的目标。狭义的概念指的是将客观需求转化为满足该需求的技术系统的活动，各种产品包括机械产品的设计即属此类。现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，是随着设计实践经验的积累，由个别到一般、具体到抽象、感性到理性，逐步归纳、演绎、综合而发展起来的。由于科技进步的速度日益增快，特别是计算机技术的高速发展，人们在掌握事物的客观规律和人的思维规律的同时，运用相关的科学技术原理，进行过去难以想象的综合集成设计计算，使设计工作包括机械产品

5、的设计过程产生了质的飞跃。8.现代设计方法有哪些？（P3～13）现代设计方法门类众多且不断出新。可按所研究解决的问题性质分为总体问题和个别性能问题两大类：1.研究总体设计的现代设计方法(1)设计方法学(2)价值工程设计(3)优势设计（4)绿色设计(5)计算机辅助设计(6)并行工程设计(7)虚拟设计(8)反求工程设计(9)优化设计及其发展(10)创新设计技术2．研究产品性能的现代设计方法(1)工业产品艺术造型设计(2)模块化设计(3)相似性设计(4)摩擦学设计(5)三次设计(6)人机工程设计(7)智能设计(8)动态设计(9)可靠性设

6、计(10)有限元法(11)机械疲劳设计9.何为机电一体化系统的四视图设计？（P13）功能视图、结构视图、控制视图和信息视图第二章1.什么技术系统？什么是技术过程？什么是作业对象？(P27)例如，为了得到某种复杂形状的金属零件，可通过编程在加工中心上对坯料进行加工。坏料是作业对象，加工中心是技术系统，所完成的加工过程是技术过程。作业对象一般可分为三大类：物料、能量和信息2.确定技术过程的一般步骤是什么？(P27)1)根据信息集约和调研预测的资料，分析确定作业对象以及主要转换要求。2)分析比较传统的和现代的理论和实践，确定实现主要转换

7、的工作原理。3)明确实现技术过程的环境和约束条件。环境是与技术系统发生联系的总和，包括经济条件、生产条件、技术条件、社会条件等。4)确定主要技术过程和其他辅助过程。5)根据高效、经济、可靠、美观、使用方便等原则，初步规定技术系统的边界及工作范围。3.试述功能设计方法和主要步骤。(P28~30)功能是对技术系统中输入和输出的转换所作的抽象化描述。只有用抽象的概念来表述系统的功能，才能深入识别需求的本质，辨明主题，发散思维，启发创新，总功能逐步分解为比较简单的分功能，一直分解到不能再分解的功能元，形成功能树(一)功能分析(二)功能元求

8、解1．选择工作原理2．构思功能载体(三)方案综合4.功能设计的工具有哪些？（P30）1．设计目录(1)对象目录(2)作业日录(3)解法目录2．知识库(1)数据库(2)设计词典(3)手册5.试分析设计与技术系统的关系。设计若是为了对作业对象完成某种技